فهرست مطالب

پژوهش های شیمی - سال پنجم شماره 1 (پیاپی 8، بهار و تابستان 1401)

نشریه پژوهش های شیمی
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 8، بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/29
  • تعداد عناوین: 12
|
  • میلاد نوربخش، مجید مقدم* صفحات 1-5

    اکسایش الکلها و تبدیل آنها به ترکیبهای کربونیلی یکی از مهمترین تبدیلها در سنتزهای آلی است. در این زمینه، کمپلکسهای فلزات واسطه، هم در مقیاس آزمایشگاهی و هم در مقیاس صنعتی، توجه زیادی را به خور جلب کرده اند. گستره وسیعی ار کمپلکسهای N-هتروسیکلیک کاربن فلزات واسطه گوناگون تهیه و به عنوان کاتالیست در واکنش های شیمی آلی استفاده شده اند . در این پژوهش، اکسایش الکل های بنزیلیک در حضور کاتالیست ناهمگن پالادیم پلی (N-هتروسیکلیک کاربن) قرار گرفته روی بستر نانوسیلیکا، (PdII-NHCs) n@nSiO2، گزارش میشود. در این راستا، ابتدا درختسان پلی (N-هتروسیکلیک کاربن) قرار گرفته روی سیلیکا از واکنش نانوسیلیکای کلروپروپیله با ایمیدازول و به دنبال آن پنتااریتریتول تترابروماید و در پایان با 1-متیلایمیدازول سنتز شد. کاتالیست ناهمگن (PdII-NHCs) n@nSiO2 از واکنش این درختسان با پالادیم استات به دست آمد که پس از شناسایی، فعالیت کاتالیستی آن در اکسایش الکلهای بنزیلیک با هیدروژن پراکسید بررسی شد. نتایج نشانگر فعالیت کاتالیستی خوب این کاتالیست به همراه بازیابی بسیار عالی بود.

    کلیدواژگان: اکسایش الکل ها، الکل های بنزیلیک، پالادیم پلی(N-هتروسیکلیک کاربن)، درختسان، هیدروژن پراکسید
  • عثمان شهنوازی، عنایت الله شیخ حسینی* صفحات 7-13

    عناصر اصلی سازنده سنگ معدن کرومیت پس از جمع آوری و آسیاب شدن با دستگاه فلویورسانس اشعه ایکس (XRF) شناسایی شد. وجود طرحهای نامنظمی به صورت حفره با اندازه ای در حد 50 تا 200 میکرومتر و بعضا در حد نانومتر در ساختار این کاتالیزگر با استفاده از ریخت شناسی سطح جامد با پویش ریزنگار الکترونی SEM و TEM تایید شد. در یک واکنش سه جزیی تک مرحله ای از آلدهیدهای آروماتیک، باربیتوریک اسید با اوره و یا تیواوره محصولات هتروسیکلی پیریمیدو پیریمیدینی در حضور کاتالیزگر سنگ معدن کرومیت به عنوان یک کاتالیزگر طبیعی تهیه شدند. محصول ها در این واکنش ها نیازی خالص سازی ستونی نداشته و همچنین این روش ها دارای مزایایی از قبیل بازده خوب، روش ساده، مراحل خالص سازی آسان می باشند. استفاده از آب به عنوان محیط واکنش این فرایند را را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و از لحاظ زیست محیطی ارزشمند می سازد.

    کلیدواژگان: پیریمیدوپیریمیدین، سنتز سبز، سنگ معدن کرومیت، کاتالیزگر طبیعی، واکنش چند جزئی
  • فرزانه میرزایی، رزگار احمدی* صفحات 15-31

    در این مطالعه کاتالیزگر‏های متخلخل بر پایه CuO با استفاده از قالب سیلیکای مزومتخلخل مکعبی سه بعدی (KIT-6) و مس نیترات به عنوان ماده اولیه CuO، با شیوه قالب ریزی و روش احتراق نیترات سنتز شد. قالب های سیلیکا با لایه کربنی در جداره داخلی (KIT-6@C) و یا قرار گرفته بر روی صفحه های گرافن (KIT-6@C/G) با کلسینه شدن در اتمسفر بی اثر و کربنه شدن فعال کننده سطحی و گرافن اکسید تهیه شد. مورفولوژی، آنالیز عنصری و ویژگی ساختاری قالب ها و کاتالیزگرها با تکنیک های دستگاهی پراش اشعه ی ایکس، پراکندگی انرژی اشعه ی ایکس، میکروسکوب های الکترون روبشی و الکترون عبوری، و تکنیک جذب و واجذب نیتروژن (BET) مورد شناسایی قرار گرفت. نتایج حاکی از تشکیل ساختار مکعبی برای قالب ها بود و کاتالیزگرهای حاصل ساختاری بلورین مونوکلینیک و خالص از CuO داشتند و تا حدودی هم دارای ساختار کپی برداری شده از قالب سیلیکای مکعبی بودند. نتایج BET برای m-CuO@C/G نشان داد که کاتالیزگر، دارای ساختاری متخلخل با ناحیه هایی با نظم کم متشکل از حفره های ماکرو و مزو، با مساحت سطح ویژه m2 g-1 0/50 و با متوسط اندازه حفره های nm 8/4 می باشد. فعالیت کاتالیزگر‏ m-CuO@C/G بر روی تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات (AP) با تکنیک گرماسنجی روبشی تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزودن 2 و wt% 5 از کاتالیزگر m-CuO@C/G، دمای تجزیه گرمایی دمای بالای AP به ترتیب به میزان 6/82 و °C 5/88 کاهش یافت و مقادیر گرمای ویژه آزاد شده آنها برای تجزیه AP به ترتیب 2 (J g-1 820) و 5/2 (J g-1 1085) برابر آن برای AP خالص بودند.

    کلیدواژگان: تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات، سیلیکای متخلخل مکعبی سه بعدی، قالب ریزی، مس اکسید مزومتخلخل
  • بهزاد خلیلی*، علیرضا خورشیدی، زهرا حاجی آقایی صفحات 33-45

    در این کار مطالعه محاسباتی روی لیگاندهای مشتق شده از اورتو فنیلن دی آمین و سالیسیل آلدهید و کمپلکسهای حاصل از آن با کاتیون فلز روی با استفاده از سطوح محاسباتی B3LYP/6-311++G (d,p) و M06-2X/6-311++G(d,p) ارایه شده است. اثر استخلافهای مختلف بر خواص الکترونی و شیمی فیزیکی سیزده کمپلکس حاصل از ترکیب لیگاندهای مذکور با استخلافهای الکترون کشنده و الکترون دهنده مختلف (X: NO2, NH2, OCH3, H, F, Cl, Br, CN, OH, N (Me)2, CHO, CH3, CF3) و کاتیون روی بررسی شده است. در ادامه مقادیر انتقال بار، انرژی برهمکنش، آنتالپی تشکیل، انرژی آزاد گیبس تشکیل کمپلکس، پارامترهای ساختاری و خواص مکان شناسی کمپلکسهای مذکور پیش بینی گردیده است. نتایج نشان می دهند که قدرت برهمکنش بین لیگاندها و کاتیون روی با افزایش قدرت الکترون دهندگی استخلافها افزایش می یابد. از بین دو روش به کار رفته، B3LYP نتایج بهتری را نسبت به M06-2X نشان داد. با توجه به انرژی برهمکنش محاسبه شده ترتیب پایداری کمپلکسهای حاصل از برهمکنش لیگاندها با کاتیون روی به صورتLBrZn > LClZn > LFZn > LCHOZn > LCF3Zn > LCNZn> LNO2Zn LN (Me) 2Zn > LNH2Zn > LOCH3Zn > LCH3Zn > LOHZn > LHZn > بدست آمد.

    کلیدواژگان: اثر استخلاف، شیف باز، کاتیون روی، کمپلکس، محاسبات شیمی کوانتومی
  • اشرف السادات قاسمی*، بتول مکی آبادی، محمد زکریانژاد، فریدون اشرفی صفحات 47-56

    با پیدایش و گسترش فناوری نانو، نانو حامل هایی از قبیل نانو لوله-های کربنی (CNT) می توانند به عنوان ابزاری مناسب برای دارورسانی هدفمند به کار گرفته شوند. در این پژوهش ویژگی های شیمی- فیزیکی برهمکنش داروی ضد سرطان لوموستین (Lomustine) با نانو لوله ی کربنی (5،0) زیگزاگ آلاییده با اتم های آهن و کروم، مورد بررسی قرار گرفته است. در گام نخست ویژگیهای جذب که عامل اساسی در سیستم دارورسانی است برای اندازه گیری کارایی نانو لوله ی کربنی (5،0) مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا روش محاسبه ای نظریه ی تابعی چگالی (DFT) به کار گرفته شد و محاسبات در سطح نظری B3LYP/6-311G (d,p) انجام شد. برای دستیابی به هدف مورد نظر در این پژوهش، پارامترهای ساختاری، انرژی های برهمکنش، گشتاورهای دو قطبی، نمودارهای چگالی حالت، شکاف انرژی و انرژی اوربیتال های مولکولی محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که با جذب دارو روی نانولوله های آلاییده با آهن و کروم، سطح انرژی اوربیتالی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین دیگر ویژگیهای این برهمکنش مانند پتانسیل شیمیایی، سختی و نرمی شیمیایی، الکتروفیلیسیتی، به میزان قابل توجهی تغییر می کنند.

    کلیدواژگان: دارورسانی هدفمند، داروی لوموستین، نانولوله آلاییده شده، نانولوله کربنی، روش نظریه تابعی چگالی
  • مرضیه دریانورد*، رضا برومند آزاد پاشاکی صفحات 57-66

     ابتدا پودرهای معدنی شامل خاکستر مخروط کاج، آلومینا و سیلیکای میکرونیزه با اولوییک اسید و استاریک اسید در حلال های اتانول 96%، تولوین و استون صنعتی تحت حرارت پوشش داده شدند. سپس، مقدارهای مختلفی از هر یک از این پودرهای پوشش داده شده و همچنین مخلوط آن ها برای اصلاح قیر پایه (70-60) استفاده شد. خواص مختلف قیرهای اصلاح شده شامل درجه نفوذ، نقطه نرم شدن و نتایج آزمون های DSR، BBR و MSCR با قیر پایه مقایسه شدند. نتایج نشان می دهند که با افزایش درصد افزودنی های پوشش داده شده، درجه نفوذ افزایش پیدا کرده است. همچنین، با افزودن پودرهای پوشش داده شده، نقطه نرم شدن قیر پایه تغییر محسوسی نداشته است که این امر یک مزیت در اصلاح قیر پایه محسوب می شود. نتایج آزمایشDSR نشان دادند که بیشترین مدول کل تنش برشی (*G) در سه دمای مختلف مربوط به سیلیکای پوشش داده شده با اولوییک اسید است. نتایج آزمایش BBR نیز نشان دادند که در دمای 6- و C° 12- بیشترین سختی خزشی به ترتیب مربوط به نمونه 4% سیلیکای پوشش داده شده با اولوییک اسید و نمونه 2% خاکستر مخروط کاج پوشش داده شده با استیاریک اسید است. آزمایش MSCR نشان داد که در تنش 100 و Pa 3200 بیشترین میانگین درصد بازیابی به ترتیب مربوط به نمونه 2% سیلیکای پوشش داده شده با اولوییک اسید و نمونه 4% خاکستر مخروط کاج پوشش داده شده با استیاریک اسید است.

    کلیدواژگان: آلومینا، استئاریک اسید، اولئیک اسید، خاکستر مخروط کاج، سیلیکا، قیر
  • فاطمه کیخا، سید حسین هاشمی*، مسعود کیخوائی، احمد جمالی کیخا صفحات 67-74
    یک نانو کامپوزیت جدید از گرافن اکسید/روی اکسید ساخته شد و برای میکرو استخراج فاز جامد در سر سسمپلر سیپروفلوکساسین از نمونه های آب دریا و نمونه ی پلاسمای خون انسان بکارگرفته شد. اندازه گیری های کمی با استفاده از اسپکتروفتومتر انجام گردیدند. فاکتورهای موثر بر کارآیی استخراج مانند نوع و حجم حلال شوینده، حجم محلول نمونه، تعداد چرخه های استخراج و شویش، مقدار جاذب، قدرت یونی و pH محلول نمونه با استفاده از دو روش یک متغیر در یک زمان و روش سطح پاسخ، مطالعه و بهینه شدند. محدوده خطی این روش بین 0/200 تا 1/0 میکروگرم بر لیتر برای سیپروفلوکساسین محاسبه گردید و حد تشخیص روش ، 17/0 میکروگرم بر لیتر و تکرار پذیری به صورت درصد انحراف استاندارد نسبی، بهتر از 6/5 درصد بدست آمد. نتایج حاصل از کاربرد این روش در تجزیه نمونه های حقیقی نشان داد که می توان از این روش برای تعیین سیپروفلوکساسین در نمونه های پیچیده ای مثل آب دریا و پلاسمای خون انسانی با موفقیت استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آب دریا، پلاسمای خون انسانی، سیپروفلوکساسین، میکرواستخراج فاز جامد در سرسمپلر، نانو کامپوزیت گرافن، اکسید روی
  • فاطمه میر، نور الله حاضری*، ملک طاهر مقصودلو، مجتبی لشکری صفحات 75-83

    در این پژوهش، سنتز تک ظرف مشتقات دی پیرانو[2,3-c]پیرازول و پیرازولوپیرانوپیریمیدین از واکنش بین آلدهیدهای آروماتیک، اتیل استواستات، هیدرازین هیدرات، مالونونیتریل یا اسید باربیتوریک در حضور ویتامین A به عنوان یک کاتالیست ناهمگن، سبز و سازگار با محیط زیست بررسی شده است. شرایط واکنش ملایم، عدم استفاده از حلال های سمی و خطرناک، راندمان بالا، روش کارساده، جداسازی راحت محصول از مخلوط واکنش بدون نیاز به کروماتوگرافی از مزایای روش حاضر در سنتز این ترکیبات دارویی می باشد.در این پژوهش، سنتز تک ظرف مشتقات دی پیرانو [2,3-c] پیرازول و پیرازولوپیرانوپیریمیدین از واکنش بین آلدهیدهای آروماتیک، اتیل استواستات، هیدرازین هیدرات، مالونونیتریل یا اسید باربیتوریک در حضور ویتامین A به عنوان یک کاتالیست ناهمگن، سبز و سازگار با محیط زیست بررسی شده است. شرایط واکنش ملایم، عدم استفاده از حلال های سمی و خطرناک، راندمان بالا، روش کارساده، جداسازی راحت محصول از مخلوط واکنش بدون نیاز به کروماتوگرافی از مزایای روش حاضر در سنتز این ترکیبات دارویی می باشد.

    کلیدواژگان: دی هیدروپیرانو[2، 3-c]پیرازول، پیرازولوپیرانوپیریمیدین، شرایط سازگار با محیط زیست، ویتامین A
  • فاطمه ابریشمی، فاطمه نخعی، مرضیه دریانورد* صفحات 85-96
    تترازول ها دسته ای مهم از هتروسیکل های غنی از نیتروژن می باشند. این ترکیبات کاربردهای گسترده ای در مواد پرانرژی، صنایع داروسازی، درمان بیماری ها، بیوشیمی، کشاورزی، بیوتصویربرداری و عکاسی دارند. در این مقاله، ابتدا کاتالیزگر Zr0.25Zn0.25Cu0.5Fe2O4 به دو روش مرسوم احتراق و هیدروترمال سنتز شد و سپس با روش های آنالیز پلاسمای جفت شده القایی (ICP-AES)، پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر زمینه (FE-SEM) شناسایی شد. همچنین، این کاتالیزگر دارای خاصیت مغناطیسی است. فعالیت کاتالیزگر مغناطیسی ناهمگن Zr0.25Zn0.25Cu0.5Fe2O4 برای سنتز طیف وسیعی از مشتق های H1-تترازول با استخلاف در موقعیت 5 از واکنش حلقه افزایی [2+3] مشتق های نیتریل و سدیم آزید در حلال N،N- دی متیل فرمامید و در دمای C120 مورد بررسی قرار گرفت. از مزایای اصلی این روش بازده بالا، روش ساده، سهولت جداسازی محصول و بازیابی کاتالیزگر می باشد. این کاتالیزگر می تواند به راحتی با استفاده از یک آهن ربای خارجی از مخلوط واکنش جدا شده و برای پنج چرخه بدون کاهش چشمگیری در فعالیت کاتالیزگری مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تترازول، سدیم آزید، کاتالیزگر ناهمگن بر پایه زیرکونیوم، مشتق های نیتریل دار، واکنش حلقه افزایی [2+3]
  • محمدمهدی مقتدایی، سعید یگانگی*، عفت کیانپور صفحات 97-106

    در این پژوهش سرعت انتقال الکترون واکنش آندی باتری لیتیوم-هوا در حضور Cn (mim) 22 (NTF2)، مایعات یونی (ILs) دو کاتیونی بر پایه ایمیدازولیوم، به عنوان الکترولیت به صورت تیوری بررسی شد. برای این منظور ثابت سرعت انتقال الکترون (ket) فرایند مذکور بر اساس نظریه مارکوس محاسبه گردید. انرژی آزاد گیبس فرایند (ΔG0)، انرژی بازآرایی (λ) و انرژی جفت شوندگی الکترونی (VRP) کمیت های موردنیاز برای تخمین ket می باشند که با استفاده از روش تیوری تابعیت چگالی (DFT) محاسبه شدند. تمامی محاسبات با استفاده از روش DFT با عملگر تبادل-همبستگی B3LYP و مجموعه پایه 6-311++G** و با کمک نرم افزار NWchem انجام شد. نتایج نشان داد ket وابسته به ثابت دی الکتریک حلال است و با افزایش طول زنجیره کربنی جانبی در ساختار مایع یونی ثابت دی الکتریک و درنتیجه آن ket کاهش می یابد. مقادیر log (ket) محاسبه شده برای این ترکیبات در محدوده 1.312 تا 1.416 قرار دارد، که از مقادیر مرتبط با مایعات تک کاتیونی بزرگ تر می باشند. دستاوردهای این تحقیق جهت طراحی مایعات یونی با خواص مورد نظر حایز اهمیت است.

    کلیدواژگان: انرژی آزاد گیبس، باتری لیتیوم-هوا، ثابت سرعت انتقال الکترون، مایع یونی دو کاتیونی، نظریه تابعی چگالی
  • مریم یوسفی زاده، احسان شاکرزاده*، مهرداد بامداد صفحات 107-114

    باتری های لیتیم - یون، جایگزین مناسبی برای منابع انرژی سنتی هستند که بطور قابل توجهی در ابزارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. .باتری های لیتیم - یون چگالی انرژی زیاد و عمری طولانی دارند. بدین منظور تلاش می گردد باتری هایی بر پایه نانو ساختارها طراحی شود که ولتاژ قابل توجهی داشته باشند. در این پژوهش با استفاده از محاسبات نظریه تابعیت چگالی (DFT) کاربرد دکابوران و مشتقات فلویوردار آن به عنوان آند در باتری های لیتیم- یون بررسی شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که ولتاژ سلول در دکابوران (B10H14) منفی می باشد، که نامطلوب است. یک استراتژی جهت بهبود عملکرد دکابوران معرفی شده است، که بر اساس آن اتم های فلویور جانشین اتم های هیدروژن در موقعیت های مختلف شده و باعث بهبود عملکرد سلول و افزایش ولتاژ به طرز قابل توجهی تا 10/1+ ولت خواهد شد. نتایج بدست آمده می تواند در طراحی مواد آندی جدید معدنی برای باتری های لیتیم - یون استفاده شود.

    کلیدواژگان: باتری لیتیم-یون، دکابوران، محاسبات نظریه تابعی چگالی، ولتاژ سلول
  • علی روستایی*، محمد مهدوی، رضا حداد صفحات 115-122
    نقاط کربنی، نانوذرات شبه کروی هستند که نسبت به دگرشکلهای کربن (نانولوله های کربنی، کربن فعال، گرافنها و فولرنها) رفتار متفاوتی نشان میدهند و دارای ویژگی های اپتوالکترونیکی جالب و قابل توجهی هستند. نقاط کربنی به علت داشتن عناصر بی ضرر در ساختارشان (دوست دار محیط زیست)، سمیت پایین، حساسیت بالا و پایدار، پاسخ دهی سریع و قیمت ارزان نسبت به دیگر نانوذرات کوانتومی، توجهات بسیاری را به خود جلب نموده است. شرایط و روش سنتزی نقاط کربنی نقش اساسی در کیفیت آن ها داشته و باعث بهبود خواص محصول نهایی خواهد شد. در این پژوهش برای اولین بار، نقاط کربنی اصلاح شده با گروه های عاملی فعال در یک مرحله با استفاده از روش ریزموج سنتز می گردند. نقاط کربنی سنتز شده توسط تکنیک های دستگاهی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت و وجود گروه های نیتروژن و اکسیژنی در سطح و ساختار کربن دات سنتز شده تایید گردید. این ترکیب دارای جذب پهن در محدوده 200 تا حدود 500 می باشد و همچنین دارای نشر در تهیج های مختلف با طول موج های نشر متفاوت می باشد. طول موج تهیج 365 نانومتر دارای نشر قوی در طول موج حدود 436 نانومتر می باشد. اندازه نقاط کربنی سنتز شده حدود 20 نانومتر است.
    کلیدواژگان: اصلاح سطح، سنتز ریزموج، فلورسانس، نقاط کربنی
|
  • Milad Noorbakhsh, Majid Moghadam * Pages 1-5

    In the present work, oxidation of alcohols with hydrogen peroxide catalyzed by a poly(N-heterocyclic carbene) containing palladium id reported. In this manner, the nano silica particles were functionalized with 3-chloropropyl bromide. Then this functionalized silica nanoparticles were reacted with imidazole, pentaerythrithol tetrabromide, and 1-methyl imidazole, respectively. Finally, this nano material was reacted with PdCl2 to obtain a (PdII-NHCs)n@nSiO2. after, synthesis, this dendiritic polymer was characterized by different analytical techniques. This material was used as an efficient catalyst for oxidation of benzylic alcohols with hydrogen peroxide. In this manner, the reaction parameters such as catalyst amount and kind of solvent was optimized. all reactions were carried out at room temperature and the corresponding aldehydes were obtained in high yields. The mentioned catalyst is of high activity and reusability in the oxidation reactions and reused several times withous significant loss of its catalytic activity. On the other hand, only small amount of Pd was leached in the two first runs.

    Keywords: Oxidation od alcohols, benzykic alcohols, Hydrogen peroxide, poly(N-heterocyclic carbene), Palladium-NHCs
  • Osman Shanavazi, Enayatollah Sheikhhosseini * Pages 7-13

    The maim elements of chromite ore were deduced by X-ray fluorescence (XRF) after collection and grinding. The presence of irregular designs in the form of cavities with size of 50 to 200 micrometers and sometimes nanometers in the structure of this catalyst using solid surface morphology with SEM and TEM electron micrograph scanning was confirmed. In a one-pot three component reaction of diver's aromatic aldehydes, barbituric acid and urea or thiourea, pyrimidopyrimidine (5 , 6 –dihydro – 5 – aryl pyrimido [4 , 5 - d] pyrimidine – 2 , 4 , 7 (1H , 3H , 8H ) - trione) heterocyclic products were prepared in the presence of chromite ore as natural catalyst. There was no need for the column purification of the products in these reactions. Moreover, this methodology offered several advantages such as good yields, simple procedure and simple purification steps. Using water as solvent made the process environmentally and economically benign.

    Keywords: Chromite ore, Green synthesis, Multi-component reaction, Natural catalyst, Pyrimidopyrimidine
  • Farzaneh Mirzaee, Rezgar Ahmadi * Pages 15-31

    In this study, porous catalysts based on CuO were synthesized using templates of 3D cubic mesoporous silica-type (KIT-6) and copper nitrate as CuO source via nanocasting strategy and nitrate combustion method. Silica templates with a carbon layer on inner structure (KIT-6@C) or deposited on graphene sheets (KIT06@C/G) were prepared through calecination and carbonization of primery surfactans amd graphen oxides in inert atmosphere. The morphology, elemental analysis and structural properties of the templates and catalysts were characterized by means of X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray spectroscopy, scaning electron and transmission electron microscopy and nitrogen adsorption–desorption (BET) techniques. The findings indicated that the cubic structure formed in templates and the resulting catalysts have monoclinic crystalline structure and pure of CuO and to some extent, have negative replica structures of cubic silica template. The results of BET for m-CuO@C/G showed that the catalyst has porous structure with some disordered regions, which constructes from meso and macro pores with specific surface area 50.0 m2 g-1 and averaged pores size 4.8 nm. The catalytic activity of m-CuO@C/G towards thermal decomposition of ammonium perchlorate (AP) was investigated by technique of differential scanning calorimetry. With the addition of 2 and 5 wt% of m-CuO@C/G catalyst, the temperature of high decomposition temperature of AP was reduced by 82.6 and 88.5 °C, and the values of their specific heat releases for AP decomposition were increased 2 (820 J g-1) and 2.5 (1085 J g-1) folds of that for pure AP, respectively.

    Keywords: Thermal decomposition of ammonium perchlorate, 3D cubic mesoporous silica, Nanocasting, CuO mesoporous
  • Behzad Khalili *, Alireza Khorshidi, Zahra Hajiaghaei Pages 33-45

    This research represents a theoretical study on the ligands derived from O-phenylenediamine and salicylaldehyde and their complexes with Zn2+ using B3LYP/6-311++G(d,p) and M06-2X/6-311++G(d,p) computational levels. the effect of substituents on the electronic and physicochemical properties of the thirteen complexes obtained with various electron-donating and electron- withdrawing substituted schiff base ( X: NO2, NH2, OCH3, H, F, Cl, Br, CN, OH, N(Me)2, CHO, CH3, CF3) and Zinc cation was investigated. The amounts of the charge transfer, interaction energy, formation enthalpy, Gibbs free energy, structural parameters and geometric properties were perdicted. The result show that the interaction between Zn2+ and ligands increases with the increase of electron-donating nature of substituents on the para position of the phenolic ring of the ligands. Since B3LYP resulted in more accurate results in comparison with M06-2X, then the B3LYP method was applied to the next calculations (NBO, AIM). According to the calculated interaction energies, the order of stability of the complexes was found to be as follows: LN(Me)2Zn > LNH2Zn > LOCH3Zn > LCH3Zn > LOHZn > LHZn> LBrZn > LClZn > LFZn > LCHOZn > LCF3Zn > LCNZn> LNO2Zn.

    Keywords: Substituent effect, Schiff base, zinc cation, Complex, quantum chemical computation
  • Ashraf-Sadadt Ghasemi *, Batoul Makiabadi, Mohammad Zakarianezhad, Fereydoon Ashrafi Pages 47-56

    By developing nanotechnology, nanocarriers, for example, carbon nanotubes (SWCNTs), can be used as a suitable tool for targeted drug delivery. In this study, the physical chemistry properties of the interaction of the anti-cancer drug Lomustine with carbon nanotube (5,0) zigzag doped with iron or chromium atoms have been investigated. In the first step, the adsorption features, which is a key factor in the drug delivery system, has investigated to measure the efficiency of carbon nanotubes (5,0). In this regard, the density functional theory (DFT) method has used and the calculations have performed at the B3LYP/6-311G (d, p) theoretical level. To achieve the desired aim in this study, structural parameters such as adsorption energy, dipole moment, density of state plots, energy gap and the energies of molecular orbitals have calculated and studied. The results have shown that the orbital energy level was significantly decreased by adsorption of the drug on nanotubes doped with iron or chromium atoms. Other properties of this interaction such as chemical potential, chemical hardness and softness, and electrophilicity, also change significantly.

    Keywords: Lomustine, Carbon Nanotube, targeted drug delivery, doped nanotube, DFT method
  • Marzieh Daryanavard *, Reza Boroumand Azad Pashaki Pages 57-66

    At first, inorganic powders including pine cone ash, micronized silica and alumina were coated with oleic and stearic acid in technical grade solvents including ethanol (96%) and toluene under heat treatment. Then, the different amounts of each coated powders and their mixture were used to modify the bitumen. Different properties of the modified bitumens including penetration rate, softening point, and the results of dynamic shear rheometer (DSR), bending beam rheometer (BBR), and multiple stress creep recovery (MSCR) tests were compared with the pure bitumen sample. The results showed that the penetration rate is increased with increasing of the percentage of the coated additives. In addition, the softening point of the pure bitumen sample has no significant change with addition of the coated powders. This phenomenon is an advantage in the modification of bitumen. The results of DSR test showed that the maximum total shear stress modulus (G*) at three different temperatures is related to the silica sample coated with oleic acid. The results of BBR test showed that the maximum creep hardness at -6 and -12°C is related to 4% silica coated with oleic acid and 2% pine cone ash coated with stearic acid, respectively. The MSCR test indicated that the maximum recovery percentage in a stress of 100 and 3200 Pa was observed for 2% silica coated with stearic acid and 4% pine cone ash coated with stearic acid, respectively

    Keywords: Alumina, Stearic acid, Pine cone ash, Silica, Bitumen
  • Fateme Keykha, Sayyed Hossein Hashemi *, Massoud Kaykhaii, Ahmad Jamali Keikha Pages 67-74
    A novel graphene oxide/ zinc oxide nano composite was synthesized and employed for simple and sensitive pipette tip based micro solid phase extraction of ciprofloxacin from seawater and human blood plasma samples following by their determination by spectrophotometry. Several parameters affecting the suggested protocol were optimized, namely type and volume of eluent, amount of sorbent, sample volume, ionic strength of sample solution, and number of cycles of extraction and elution. The optimizations were performed by both response surface methodology and one variable at a time techniques. Analytical figures of merit were achieved as: detection limit; 0.17 µg/L, linear calibration curve in the range of 1.0-200.0 µg/L; and reproducibility (as RSD%) better than 5.6. Results for the application of the technique in seawater and human blood plasma showed that this analysis method can be applied for the determination of the analyte in complex real samples such as seawater and human successfully.
    Keywords: Ciprofloxacin, Graphene oxide, zinc oxide nanocomposite, Human blood plasma, Pipette tip micro solid phase extraction, seawater
  • Fatemeh Mir, Nourallah Hazeri *, Malek Taher Maghsoodlou, Mojtaba Lashkari Pages 75-83

    In this work, one-pot synthesis of dihydropyrano[2,3-c]pyrazole and pyrazolopyranopyrimidine derivatives from the reaction between aromatic aldehydes, ethyl acetoacetate, hydrazine hydrate, and malononitrile or barbituric acid in the presence of vitamin A as a heterogeneous, green and eco-friendly catalyst is discussed. mild reaction conditions, avoiding the use of any hazardous and toxic solvents, high yield, operational simplicity, simple work up without need to column chromatography are some of benefits present method in synthesis of this biologically compounds.In this work, one-pot synthesis of dihydropyrano[2,3-c]pyrazole and pyrazolopyranopyrimidine derivatives from the reaction between aromatic aldehydes, ethyl acetoacetate, hydrazine hydrate, and malononitrile or barbituric acid in the presence of vitamin A as a heterogeneous, green and eco-friendly catalyst is discussed. mild reaction conditions, avoiding the use of any hazardous and toxic solvents, high yield, operational simplicity, simple work up without need to column chromatography are some of benefits present method in synthesis of this biologically compounds.

    Keywords: Pyrazolopyranopyrimidines, Dihydropyrano[2, 3-c]pyrazoles, Environmental friendliness conditions, vitamin A
  • Fatemeh Abrishami, Fatemeh Nakhaei, Marzieh Daryanavard * Pages 85-96
    Tetrazoles are an important class of nitrogen-rich heterocycles which have a wide range of applications in high energy materials, pharmaceutical industries, treatment of various disease, biochemistry, bioimaging, and photography. In this paper, Zr0.25Zn0.25Cu0.5Fe2O4 catalyst was first synthesized by two common combustion and hydrothermal methods and was then characterized by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) methods. Furthermore, this catalyst has the magnetic properties. The catalytic activity of the Zr0.25Zn0.25Cu0.5Fe2O4 heterogeneous magnetic catalyst was investigated for the synthesis of a wide range of 5-substituted-1H-tetrazole derivatives via [3+2] cycloaddition of sodium azide with various nitriles in N,N-dimethylformamide at 120 °C. The main advantages of this method are high efficiency, simple methodology, easy work-up and catalyst reusability. Furthermore, this catalyst can be easily separated from the reaction mixture using an external magnet and reused for five cycles without a significant decrease in its catalytic activity.
    Keywords: tetrazole, Sodium azide, Heterogeneous magnetic catalyst based on zirconium, Nitrile derivatives, [3+2] Cycloaddition reaction
  • MohamadMehdi Moghtadaei, Saeid Yeganegi *, Effat Kianpour Pages 97-106

    In this research, the electron transfer rate of the anodic reaction of the lithium-air battery was theoretically investigated in the presence of the imidazolium-based dicationic ionic liquids (ILs), Cn(mim)22(NTF2), as an electrolyte. For this purpose, the electron transfer rate constant (ket) of the related reaction was calculated using Marcus' theory. Gibbs free energy of the reaction (ΔG0), reorganization energy (λ), and electron coupling energy (VRP) calculated using the density functional theory (DFT) method. All calculations performed using DFT with GGA/revPBE and B3LYP exchange-correlation functional and 6- 311++G** basis set, using NWchem software. Results show that the ket at the anode depends on the solvent dielectric constant. The longer alkyl chains in the ILs resulted in a decrease in dielectric constant and, consequently, a decrease in ket. Calculated ket values for dicationic ILs ranged from 1.312 to 1.416, which are higher values than those of mono-cationic ILs. The findings of this study are important because the ILs are green solvents with tunable properties.

    Keywords: Density functional theory, Dicationic ionic liquids, Electron Transfer Rate Constant, Gibbs Free Energy, Li-Air batteries
  • Maryam Yousofizadeh, Ehsan Shakerzadeh *, Mehrdad Bamdad Pages 107-114

    Lithium - ion batteries (LIBs) are good alternative to traditional energy sources, which are considerably used in electronic devices. These sources have high energy density and long life. For this purpose, an attempt is made to design batteries based on nanostructures that have a significant voltage. In this study, the application of decaborane (B10H14) and its fluorinated derivatives in anode of Lithium-ion batteries is investigated using density functional theory (DFT) calculations. The results indicate that the cell voltage in decaborane (B10H14) is negative, which is unfavorable. One strategy to improve the function of decaborane is based on the substitution of hydrogen atoms in different positions with fluorine atoms. This can improve the cell function and increase the cell voltage remarkably to +1.10 Volt. This results might be useful for the design of novel inorganic-based anode materials for lithium-ion batteries. we hope the results provide meaningful insights for developing Lithium - ion batteries.

    Keywords: Lithium-ion battery, decaborane, cell voltage, DFT calculations
  • Ali Roostaie *, Mohammad Mahdavi, Reza Haddad Pages 115-122
    Carbon dots are spherical nanoparticles that behave differently from other carbon allotropes (carbon nanotubes, activated carbon, graphenes, and fullerenes) and have interesting and significant optoelectronic properties. Carbon dots have attracted a lot of attention due to their harmless elements in their structure (environmentally friendly), low toxicity, high and stable sensitivity, fast response and cheap price compared to other quantum nanoparticles.Conditions and synthetic methods of carbon dots have an essential role in their quality and will improve the properties of the final product. In this study, for the first time, modified carbon dots with active functional groups are synthesized in one step using the microwave method. The synthesized carbon dot was evaluated by instrumental techniques and the presence of nitrogen and oxygen groups in the surface and structure of the synthesized carbon dot was confirmed. The excitation wavelength of 365 nm has a strong emission in the wavelength of about 436 nm. The size of the synthesized carbon dot is about 20 nanometers. Using devices such as UV-Vis, scanning electron microscope (SEM) and transient electron microscopy (TEM), the presence of gold nanoparticles synthesized by red apple peel extract was investigated.The results show that gold nanoparticles prepared using red apple peel extract have a size of 13-20 nm, spherical morphology and good dispersion that are stable for a long time.
    Keywords: Carbon dot, Microwave, Surface modification, Fluorescence, component ratio